UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIOABAD DEL CUSCO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA E INGENIERÍAMETALÚRGICA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICACURSO: INGENIERIA AMBIENTAL

DOCENTE:

Mag. Ing. Pedro Camero Hermoza.SEMINARIO Nº 01

PRESENTADO POR:RUBEN DARIO VALDEIGLESIAS LOPA

CODIGO:941099

OMAR ACHANCARAY YARAHUAMANCODIGO:0740839

1. Introducción

Los habitantes de casi todos los países estamos expuestos a unas 500,000 sustancias extrañas al medio ambiente natural, muchas de las cuales invaden el aire que respiramos y son nocivas para la salud. Otras sustancias de naturaleza coloidal o gaseosa como el monóxido de carbono, el ozono, polvos y humos son prácticamente ubicuas en el ambiente aéreo y resultan de procesos naturales abióticos y bióticos: actividad volcánica y geotérmica, descargas eléctricas, incendios forestales, fermentación y respiración celular, etc. Todas las sustancias mencionadas se mantienen durante largo tiempo en rangos de concentración estrechos gracias a eficientes mecanismos de reciclamiento a cargo de la propia naturaleza. Sin embargo, la actividad industrial genera ahora tales cantidades de sustancias extrañas que están alcanzando ya el nivel de contaminantes peligrosos para la biota en general, puesto que rebasan la capacidad del ecosistema para deshacerse de ellos, y sus niveles tienden hacia el aumento, permanencia e irreversibilidad.En consecuencia, la sociedad contemporánea está preocupada, cada vez más consciente y atenta a los problemas del entorno en que se vive. Ver el aire de la ciudad que se habita saturado de humo y polvo y pensar: "eso es lo que respiramos día tras día" nos preocupa y nos enoja. La mayor fuente de contaminación atmosférica es el uso de combustibles fósiles como energéticos. Petróleo, gas y carbón son usados en cantidades enormes, del orden de millones de toneladas por día, y los desechos de su combustión se arrojan a la atmósfera en forma de polvo, humo y gases. Los dos primeros podemos verlos y nos desagradan, pero los gases que no podemos ver, son los más peligrosos.

Objetivos•Conocimiento de los efectos negativos de la lluvia ácida en el ambiente •Dar a conocer a los principales a portadores de contaminantes atmosféricos (petróleo, gas, carbón, plomo, derivados, etc.) •Tener en cuenta que el proceso de destrucción de nuestro planeta se da por tres problemas fundamentales originados por la actividad antropogenica y la relación entre ellas: Capa de ozono, Efecto Invernadero y Lluvia Ácida. •Tener como conocimiento los diferentes ciclos de contaminantes productores de la lluvia ácida. •Reconocer a los óxidos de Nitrógeno y de Azufre como los principales causantes de la lluvia ácida. •Conocer las enfermedades que aquejan a nuestro organismo producidos este problema. •Plantear soluciones para aminorar la acidificación de las aguas, por ser el medio de mayor vulnerabilidad al ingresar este a la cadena trófica (sin dejar de lado al medio en su conjunto. •Tener en claro que los principales productores y consumidores somos nosotros y que debemos de tomar conciencia de esto, sabiendo que existen medidas de prevención como el uso de tecnología limpia el cual tiene un elevado costo. •Saber que hoy en día la educación ambiental juega un papel muy importante en cuanto al comportamiento humano frente al medio y la vital importancia que éste tiene para nuestra supervivencia.

OrigenDe una manera natural, el bióxido de carbono, al disolverse en el agua de la atmósfera, produce una solución ligeramente ácida que disuelve con facilidad algunos minerales. Sin embargo, esta acidez natural de la lluvia es muy baja en relación con la que le imparten actualmente los ácidos fuertes como el sulfúrico y el nítrico, sobre todo a la lluvia que se origina cerca de las zonas muy industrializadas como las del norte de Europa y el noreste de los estados unidos. Se cree que estos ácidos se forman a partir de los contaminantes primarios como el bióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno por las siguientes reacciones:

La oxidación adicional de los óxidos de azufre (1) y de nitrógeno (2) puede ser catalizada por los contaminantes atmosféricos (3), incluyendo las partículas sólidas y por la luz solar. Una vez formados los óxidos SO3 y NO2, reaccionan con facilidad con la humedad atmosférica para formar los ácidos sulfúrico (4) y nítrico (5) respectivamente. Estos permanecen disociados en la atmósfera y le imparten características ácidas y, eventualmente, se precipitan con la neblina, la lluvia o la nieve, las que, por lo tanto, tendrán mayor acidez en las áreas que reciben continuamente dichos óxidos que en las que no están alteradas. Por ejemplo, existen pruebas circunstanciales de que las termoeléctricas en especial las que utilizan combustible rico en azufre, están muy relacionadas con la producción de lluvia ácida. Como consecuencia del arrastre de diversas sustancias, componentes naturales del aire, partículas sólidas, y debido fundamentalmente a la disolución del dióxido de carbono en el agua de lluvia, ésta tiene una ligera acidez que oscila entre valores de 5,5-5,7 unidades de pH.

Azufre como contaminante

Los óxidos de azufre y nitrógeno son las principales causas de la acidificación tanto del suelo como de las aguas.Los compuestos de azufre son responsables de dos tercios del total de la lluvia ácida y los compuestos de nitrógeno no producen acidificación si los mismos son absorbidos por las plantas.Por dicha razón la polución real producida por los compuestos sulfurados es mayor a los dos tercios antes mencionados. Dentro de dichos compuestos sulfurados el SO2 es el principal contaminante y se produce en la combustión de carbón y del petróleo crudo.La concentración de azufre en el crudo varía de acuerdo a la procedencia del mismo por lo que se pueden dar valores de décimas de uno por ciento a dos o tres por ciento en peso. En el carbón las concentraciones varían en un rango más amplio, mientras que en el gas natural los niveles son considerablemente menores.La atmósfera también recibe azufre proveniente de las emisiones volcánicas de los mares y de los suelos

En la atmósfera, el dióxido de azufre, reacciona con oxígeno para producir trióxido de azufre (SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir minúsculas gotas de ácido sulfúrico (H2SO4).También reacciona con otras sustancias químicas pequeñas de sulfato.Estas gotículas de H2SO4 y partículas de sulfato caen a la tierra como componentes de la lluvia ácida, que daña los árboles y la vida acuática.

Nitrógeno como contaminante

Los principales compuestos nitrogenados que contaminan la atmósfera son el monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) que son agrupados con la denominación NOx.Dichos óxidos son formados durante toda clase de combustión, y a diferencia del azufre que proviene en su mayoría del aire necesario para que la misma se efectúe.

También ciertos tipos de fertilizantes son fuente de compuestos nitrogenados contaminantes.

Es así que son liberados en cantidades importantes de amoniaco el cual causa un aumento en el pH de las lluvias, pero dicho efecto se elimina cuando los iones amoniaco (NH4+) en la lluvia son convertidos por microorganismos en los suelos o absorbidos por los árboles luego de su contacto con los suelos.Las grandes cantidades de contaminantes en base a nitrógeno provocan una sobre fertilización de los suelos. La mayoría de las plantas se adaptan a una deficiencia de nitrógeno pero cuando se produce el fenómeno opuesto, aparecen daños a la vegetación y se causa problemas secundarios como en la potabilidad de las aguasAdemás de acidificación de los suelos producida por la reacción de nitratos provoca la liberación de sustancias peligrosas como el aluminio que ataca los países de los árboles y que al pasar a las aguas subterráneas llegan a los lagos depredando las colonias de peces.

Fuentes de emision de la lluvia acida.

Fuente Porcentaje del Total anual de emisiones de SOx

Transporte 2.4  

- Vehículos motorizados (gasolina)   0.6

- Vehículos motorizados (diesel)   0.3

- Vehículos marinos   0.9

- Uso del combustible de motor para fines distintos del transporte   0.3

- Ferrocarriles   0.3

Combustión de productos energéticos (fuentes estacionarias, plantas de energía, calefacción de espacios industriales, etc.) 73.5  

- Carbón   60.5

- Aceite combustible (combustóleo)   13.0

Procesos Industriales 22.0  

Eliminación de Desechos Sólidos 0.3  

Diversos 1.8  

Fuentes de Óxidos de Azufre

Fuentes Porcentaje del Total anual de emisiones de NOx

Transporte 39.3  

- Vehículos motorizados (gasolina).   32.0

- Vehículos (diesel).   2.9

- Ferrocarriles.   1.9

- Uso de combustible de motor para fines distintos del transporte.   1.5

- Vehículos marinos.   1.0

Combustión de Productos energéticos (Fuentes estacionarias – Plantas de energía, calefacción de Espacios Industriales) 48.5  

- Gas Natural   23.3

- Carbón   19.4

- Combustóleo   4.8

- Madera   1.0

Procesos Industriales (plantas de Ácido Nítrico, etc.) 1.0  

Eliminación de desechos sólidos 2.9  

Diversos (incendios forestales, quema agrícola, etc.) 8.3  

. La lluvia ácida se produce (siguiendo la dirección del vínculo) en las áreas de importantes emisiones industriales de dióxido de azufre (SO2) y de óxidos de nitrógeno (NOx) (Environment Canadá,1981) .Después que el SO2 y los NOx se depositan en la atmósfera se transforman en partículas de sulfato o de nitrato, y más tarde se combinan con vapor de agua en ácido sulfúrico o nítrico diluidos. Estos ácidos retornan más tarde al suelo en forma de rocío, llovizna, niebla, nieve y lluvia.La precipitación pluvial transparente normal es ligeramente ácida, con un pH aproximado de 5.6.Esto se debe al equilibrio entre el agua de lluvia y el CO2 del aire, el cual se disuelve en cantidad suficiente en las gotas para dar una solución diluida de ácido carbónico. En la actualidad, sobre amplias áreas del este de Norteamérica y del norte de Europa, donde predominan las fuertes precipitaciones pluviales, la lluvia cae con un pH cercano a 4.0 y, en raras ocasiones, de 3.0.La preocupación tiene relación sobre todo con los efectos de la acidez en las poblaciones de peces y otros animales acuáticos, con daños potenciales a cultivos y bosques y con el creciente deterioro de los materiales para construcción. Incluso parece probable que las lluvias acidificadas pudiesen penetrar en las reservas de aguas subterráneas y aumentar la solubilidad de los metales tóxicos.

Lluvia Ácida : Un Problema Regional

Concentración (partes por millón) Efectos

1 – 6 Broncoconstricción.

3 – 5 Concentración mínima detectable por el olfato.

8 – 12 Irritación de la garganta.

20 Irritación en los ojos y tos.

50 – 100Concentración máxima para una exposición corta (30 min.)

400 – 500 Puede ser mortal, incluso en una exposición breve.

Efectos

ToxicidadOxido de AzufreAgrava las enfermedades respiratorias: afecta la respiración en especial a los ancianos con enfermedades pulmonares crónicas; provoca episodios de tos y asfixia; crecientes índices de asma crónico y agudo, bronquitis y enfisema; cambios en el sistema de defensa de los pulmones que se agudiza con personas con desórdenes cardiovasculares y pulmonares; irrita los ojos y los conductos respiratorios; aumenta la mortalidad.Efectos Tóxicos del SO2 para el Hombre

Concentración (Partes por millón) – ppm (mg/l) Efecto

1 – 3 Concentración mínima que se detecta por el olfato.

3 Irritación de nariz, garganta y ojos

25 Congestión y enfermedades pulmonares

100 – 1000 Puede ser mortal, incluso tras una exposición breve.

Oxido de nitrógenoAgrava las enfermedades respiratorias y cardiovasculares; irrita los pulmones; reduce la visibilidad en la atmósfera; causa daño al sistema respiratorio; afecta y reduce la capacidad de transporte de oxígeno de la sangre, a las células y al corazón; dolor de cabeza, pérdida de visión, disminución de la coordinación muscular, náuseas, dolores abdominales (es crítico en personas con enfermedades cardíacas y pulmonares); eleva los índices de mortalidad por cáncer, por neumonías, cáncer del pulmón.Efectos del NO2 en la Salud

Oxido de CarbonoEn forma de monóxido de carbono tiene la capacidad de reducir la capacidad de la sangre para transportar oxígeno, puede afectar los procesos mentales, agrava las enfermedades respiratorias y del corazón, puede causar dolor de cabeza y cansancio en concentraciones moderadas (de 50 a 10 p.p.m.) y la muerte en concentraciones altas y prolongadas (de 750 p.p.m. en adelante). La amenaza de óxido de carbono a la salud es mayor en personas que padecen enfermedades cardiovasculares (angina de pecho o enfermedades vasculares periferales).¿Qué daños origina la lluvia ácida?La lluvia ácida causa multitud de efectos nocivos tanto sobre los ecosistemas como sobre los materiales. Intentemos sintetizarlos: Aumentan la acidez de las aguas de ríos y lagos, lo que se traduce en importantes daños en la vida acuática, tanto piscícola como vegetal.Aumenta la acidez de los suelos, lo que se traduce en cambios en la composición de los mismos, produciéndose la lixiviación de nutrientes importantes para las plantas, tales como el calcio, y movilizándose metales tóxicos, tales como el cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta forma se introducen también en las corrientes de agua.La vegetación expuesta directamente a la lluvia ácida sufre no sólo las consecuencias del deterioro del suelo, sino también un daño directo que puede llegar a ocasionar incluso la muerte de muchas especies.El patrimonio construído con piedra caliza experimenta también muchos daños, pues la piedra sufre la siguiente reacción química, proceso conocido como mal de la piedra: CaCO3 (piedra caliza)+H2SO4 (lluvia ácida) ----> CaSO4 (yeso) + CO2 + H2O es decir, se transforma en yeso, y éste es disuelto por el agua con mucha mayor facilidad y además, al tener un volumen mayor, actúa como una cuña provocando el desmoronamiento de la piedra.

EFECTOS DE LA LLUVIA ÁCIDA EN LOS SISTEMAS ACUÁTICOS

El efecto más importante de la lluvia ácida en los sistemas acuáticos es el descenso de las poblaciones de peces, situación especialmente perjudicial para la pesca deportiva. El resultado indirecto en el turismo es de tipo económico. Otros efectos de la lluvia ácida relacionados con el agua incluyen los que se producen en los seres humanos que comen peces con una mayor concentración de metales en su carne y la reducción de ciertos grupos de zooplancton, algas y plantas acuáticas, todo lo cual trastorna la cadena alimenticia global de los lagos y potencialmente causa desequilibrios ecológicos. Los estudios han demostrado con claridad que la trucha y el salmón del Atlántico son particularmente sensibles a los niveles bajos de pH, los cuales interfieren con sus procesos reproductivos y con frecuencia dan origen a deformaciones en el esqueleto. La altas concentraciones de aluminio en las aguas acidificadas suelen ser el agente que mata los peces y quizá otras biotas sensibles, como los crustáceos del plancton. En los lagos alcalinos o casi neutros las concentraciones de aluminio son muy bajas. No obstante, a medida que el pH desciende, el aluminio antes insoluble, que está presente en concentraciones muy altas en las rocas, los suelos y los sedimentos de ríos y lagos, comienza a disolverse.

Muchas especies de anfibios (por ejemplo, ranas, sapos y salamandras) se reproducen en estanques temporales que forman las lluvias de primavera y la nieve fundida. Los huevecillos y los embriones en desarrollo están expuestos al choque ácido primaveral, el cual causa deformaciones o muertes. El trabajo de campo establecido que el 80% de los huevos de salamandra no maduran en aguas con nivel de pH inferior a 6.0 . Para la rana grillo y la piadora primaveral nórdica, una exposición a aguas con un nivel de pH cercano a 4.0 produjo una mortalidad superior al 85%. Los anfibios son miembros significativos de los ecosistemas acuáticos y terrestres; como depredadores importantes de insectos acuáticos y también como alimento de alto contenido proteínico para muchas aves y mamíferos, estos animales son eslabones importantes de la cadena alimenticia.

ORGANISMO LÍMITE QUE SOPORTA (pH)

trucha 5.0

perca 4.5

rana 4.0

salamandra 5.0

Lombriz 6.0

mosca 5.5

acocil 6.0

10. Efectos de la lluvia ácida en los ecosistemas terrestres

El suelo. El aumento de la acidez del suelo destruye a los microorganismos que lo forman, con lo que este se va deteriorando. Además, la persistencia de la lluvia ácida sobre el suelo puede facilitar la perdida de algunos nutrientes de las plantas como Ca, K y Mg, ya que con el aumento de acidez aumenta su solubilidad y su perdida por lixiviación. Los suelos se empobrecen más todavía. En este tipo de suelos, también se inhibe la germinación de las semillas y con ello la reproducción de las plantas. Todo ello parece influir de nuevo negativamente en las plantas, esta vez a través del suelo.Se produce además la solubilización de compuestos de metales tóxicos (cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, aluminio) y puede aumentar el contenido de los mismos en las plantas y, a través de las cadenas alimenticias, también pueden verse afectados los animales. Si estos metales también son movilizados y conducidos a las corrientes de agua, pueden tener un efecto venenoso en animales acuáticos o en otros que solamente beben esta agua.Incluso parece probable que las lluvias acidificadas pudiesen penetrar en las reservas de aguas subterráneas y aumentar la solubilidad de los metales tóxicos.

11. Efectos sobre la salud humana.Determinadas concentraciones de estos compuestos de azufre, nitrógeno, dioxido de carbono de la atmósfera pueden penetrar a los sistemas respiratorio y cardiovascular, dando como resultado enfermedades respiratorias o incluso la muerte. No esta del Todo claro que las aguas subterráneas ácidas sean por si mismas nocivas para la salud. Pero si se conoce el efecto negativo de los metales como el aluminio y el cadmio que se libera en la tercera etapa a pH inferiores a 5. Aunque se ha encontrado casos altos de niveles de plomo, zinc y cadmio aun a pH superiores (entre 5.2 y 6.4)Con respecto a los metales tenemos:Cadmio: Es el más móvil de los metales pesados comunes y debido a las latas concentraciones presentes en los países industrializados, es necesario alertar sobre su presencia. El cadmio se acumula en la corteza renal causando graves lesiones. Las principales fuentes son los fertilizantes y debidas a la acidificación de las aguas subterráneas.Cobre: Debido a que es el metal con el cual se construye la mayoría de las cañerías, cuando las aguas se tornan corrosivas dicho elemento es disuelto. Uno de los efectos más comunes sobre la es la diarrea infantil. Aluminio: Es el más común en la corteza terrestre y si bien está unido a los minerales que constituyen la misma, la acidificación lo torna soluble. El aluminio penetra en la corriente sanguínea en forma directa pasando las barreras de protección normales del ser humano y provocando graves daños al cerebro y al sistema óseo. Si la concentración es muy elevada puede causar demencia senil y muerte.Plomo: También se libera por acidificación de las aguas y en los países donde este elemento es utilizado para la construcción de las cañerías de agua la situación se puede tornar bastantes peligrosa. Dicho elemento provoca daños considerados a nivel cerebral, sobre todo en los niños.

12. Efecto de la acidificación sobre los bosques.Se ha demostrado que la lluvia moderadamente ácida (pH 4.6) daña las plantas recién nacidas. Los árboles dañados exhiben una serie de síntomas pero es muy dificultoso establecer una conexión entre cada tipo de daño y las causas correspondientes. El aire contaminado afecta directamente e indirectamente los árboles. Los investigadores están comenzando a evaluar el papel de la lluvia ácida en el aumento de vulnerabilidad de los árboles ante enfermedades e insectos. No se observa un daño directo y visible al follaje por la lluvia ácida, pero la dramática y sorprendente muerte y marchitamiento de lo árboles en Europa central es un catalizador de este tipo de preocupaciones. Miles de hectáreas de bosques de piceas y abetos en Checoslovaquia y de Alemania oriental han muerto en los últimos 20 años. Los bosques de las montañas Hartz y de la Selva Negra de Alemania occidental también tienen problemas, pues las hayas y piceas mueren o su crecimiento se reduce en los suelos menos amortiguados.Los efectos directos consisten en daños sobre las hojas debido a que la capa de grasa protectora es corro ída por el depósito seco de dióxido de azufre, la lluvia ácida o el ozono. Además de las membranas constituyentes de la estructura interna del árbol son atacadas provocando la pérdida de nutrientes.Los efectos indirectos están relacionados con la acidificación del suelo lo que produce una reducción de nutrientes y una liberación de sustancias perjudiciales para el árbol como lo es el aluminio. La sensibilidad de las diferentes especies frente a los contaminantes atmosféricos varía de acuerdo con la superficie de las hojas y la caducidad de las mismas.El daño sobre los abetos se traduce en un color marrón amarillento de sus hojas, pérdidas de las mismas y deterioro de sus raíces.

13. Efectos en los Cultivos.

Aunque la sensibilidad hacia el daño foliar directo por la lluvia ácida de algunos cultivos parece ser mayor que la de muchas especies de árboles, no existen pruebas sólidas de que las hojas de los cultivos hayan sido dañadas por gotas ácidas en el campo (NATO, 1980). No obstante, algunos estudios detallados han comenzados a insinuar que incluso en un sistema agrícola bien amortiguado la lluvia ácida puede ser perjudicial. En un estudio realizado por Lee y Neely (1980) a 27 plantas agrícolas cultivadas en tiestos y expuestas a lluvia ácida simulada con un intervalo de pH de 2.5 a 5.7, aparecieron lesiones visibles y desagradables en el follaje en 21 cultivos a un pH de 3.0, el cual se presenta con una frecuencia de precipitación de 0.5 a 1.0% en las regiones afectadas de Norteamérica. Los estudiosos de cultivos importantes de Ontario realizados por Hutchinson (1981) mostraron que las lluvias con pH entre 2.5 y 3.0 afectaban seriamente la lechuga, el betabel, la cebolla, la soya, el fríjol pinto y el tabaco. Cultivos como el tabaco, la lechuga y la espinaca dependen de un follaje saludable para su venta. De manera experimental se ha demostrado que la etapa crítica del ciclo vital de las plantas, en la cual el polen se transfiere a la flor hembra y lo fertiliza para producir un largo tubo (de polen), es muy sensible a un pH bajo (sidhu, 1983). En general la germinación y el crecimiento del tubo plìnico de manzanas y uvas se reducen con un pH igual o menor a 3.5. en estudios de especies forestales boreales (Cox, 1983) se encontró que el polen de abedul es muy sensible, en tanto que el polen de un buen fruto en el tiempo de la polinización, la lluvia ácida plantea un peligro que no ha sido evaluado. En resumen, queda claro que los sistemas terrestres son menos sensibles a la sedimentación ácida que los sistemas acuáticos. Algunos efectos a corto plazo de la lluvia ácida pueden ser benéficos, probablemente a causa de las aportaciones de nitrógeno fertilizante. Sin embargo, a largo plazo es muy posible que se produzcan efectos dañinos. Sin duda se afectarán los ciclos y los equilibrios de los nutrientes en el bosque, y el crecimiento de los árboles puede menguar.

Manifestaciones de daños en las hojas

14. Efectos sobre la fauna y floraCon respecto a las plantas, las especies que se ven más afectadas son los líquenes y los musgos que toman directamente el agua a través de sus hojas. Además estas especies son indicadores directos de la contaminación atmosférica como es el caso de los líquenes respecto a las emisiones de SO2.También en el caso de los pájaros pequeños que viven cerca de aguas acidificadas se ve afectada su reproducción.Los huevos de varias especies de pájaros aparecen con paredes muy delgadas debido al aluminio ingerido a través de los insectos de los cuales se alimentan. Dichos insectos precisamente se desarrollan en aguas acidificadas.Los animales herbívoros se ven afectados ya que al acidificarse los suelos, las plantas que aquellos ingieren, acumulan una mayor cantidad de metales pesados (aluminio, cadmio, etc.)Resumiendo lo anterior, se puede afirmar que la fauna también se verá afectada por los cambios en la composición y estructura de la vegetación.Si, por ejemplo, los bosques son dañados, se producirán grandes cambios en las especies animales que integran el ecosistema forestal.

15. Efectos sobre las aguas subterraneasParte importante de las precipitaciones penetran a través del suelo y cuanto más permeable sea el mismo, más profundidad alcanza.En áreas donde el suelo está densamente compactado, la casi totalidad del agua caída fluye hacia los lagos y otras corrientes.El agua que ha percolado alcanza por último, niveles donde el suelo está completamente saturado pasando a formar parte de las aguas subterráneas que son la principal fuente de suministro de agua.Las aguas en los lagos son siempre más ácidas que las aguas subterráneas debido a la función de filtro que desempeña el suelo, removiendo así gran parte del ácido.Si el suelo está constituido por material finamente granulado y el pozo de atracción es lo suficientemente profundo, el agua de lluvia ha sido neutralizada y al ser extraída no presenta problemas de acidificación. La acidificación de las aguas subterráneas se realiza en tres etapas.•Primero disminuye la capacidad de los suelos de neutralizar las precipitaciones. Aumentan los niveles de sulfato, calcio y potasio, en las aguas subterráneas, no existiendo ningún otro efecto que altere la calidad del agua. En esta etapa el agua se torna corrosiva y ataca las cañerías.•Luego de esta etapa la acción neutralizante del suelo decae aún más y el efecto buffer de las aguas subterráneas comienza a disminuir. Se nota en esta etapa un aumento en el poder corrosivo sobre metales y concreto.•Por último, la capacidad neutralizante del suelo desaparece y los valores de pH descienden con un aumento en las concentraciones de metales en las aguas de los pozos, tornándose aún más corrosivos.

16. Efectos en construcciones, materiales y pinturas.Las construcciones, las estatuas y los monumentos de piedra sufren erosión por efecto de diversos contaminantes que arrastra el aire, entre ellos la lluvia ácida. Los materiales de construcción como acero, pintura, plásticos, cemento, mampostería, acero galvanizado, piedra caliza, piedra arenisca y mármol también están expuestos a sufrir daños. La frecuencia con la que es necesario aplicar nuevos recubrimientos protectores a las estructuras va en aumento, con los consecuentes costos adicionales, los cuales se estiman en miles de millones de dólares anuales.Las piedras arenisca y caliza se han utilizado con frecuencia como materiales para monumentos y esculturas. Ambas se corroen con más rapidez en el aire citadino cargado de azufre que en el aire campestre libre de azufre. Cuando los contaminantes azufrados se depositan en una superficie de piedra arenisca o caliza, reaccionan con el carbonato de calcio del material y lo convierten en sulfato de calcio (yeso), fácilmente soluble, que se deslava con la lluvia.

CaCO3 + H2SO4 Ca SO4 + CO2 + H2O

"La lluvia ácida es motivo de preocupación especial a causa de sus efectos en estructuras de importancia arqueológica o histórica". La desfiguración y disolución de famosas estatuas y monumentos, como la Acrópolis de Atenas y tesoros artísticos de Italia se ha acelerado considerablemente en los últimos 30 años, en muchos casos en obras que han estado en pie por siglos.

17. SolucionesCon respecto a las medidas a tomar para evitar la acidificación de las aguas, la solución a largo plazo es la reducción de las emisiones.Con respecto las medidas a corto plazo tenemos la neutralización de lagos y demás corrientes de aguas, mediante el agregado de una base, lo que provoca un aumento de pH. La acción anterior causa la precipitación de aluminio y otros metales que luego sedimentan en el fondo y además está relacionado con la disminución en los niveles de mercurio en los peces.Si bien la medida antes mencionada permite restituir las condiciones de vida de flora y fauna en esas aguas, aparecen problemas por la acumulación de metales tóxicos en los lechos de los cursos. Con respecto a las aguas subterráneas la acidez se puede combatir colocando un filtro de carácter básico cerca del fondo del pozo para que actúe como neutralizante. Alternativamente el suelo cercano a la zona del pozo puede ser tratado con una sustancia básica. Pero si solo se desea contrarrestarse la corrosión, esto puede ser realizado mediante la sustitución del cobre por otro material menos susceptible en la construcción de las cañerías. Para lograr el objetivo de limitar las emisiones se debe usar la tecnología más adecuada para la combustión así como de limpieza de los gases desprendidos.La mayor parte del azufre emitido sobre Europa provine de la combustión de carbón o combustibles líquidos en plantas de generación de energía. Existen métodos para limitar las emisiones antes, durante y después de la combustión.Una alternativa es el uso de combustibles con bajo contenido de azufre. En el caso de los óxidos de nitrógeno se puede reducir mediante el cambio en los métodos de combustión, un ejemplo son los quemadores de baja producción de NOx los que requieren menor exceso de oxigeno, tiempos más cortos de combustión y menores temperaturas.Alternativamente se puede purificar los humos mediante métodos catalíticos los cuales permiten la reacción de los óxidos de nitrógeno con amoníaco convirtiéndose en nitrógeno gas y agua.Debido a que un alto porcentaje de los óxidos de nitrógeno provienen de los vehículos de motor, las medidas a tomar son la reducción del tránsito carretero, establecimiento de límites de velocidad y la imposición de obligatoriedad en el uso de convertidores catalíticos.Con respecto a los gases de escape de los automotores veremos las diferentes formas de reducir los escapes de óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y monóxido de carbono.Lo primero que hay que tener presente es un diseño adecuado del motor que permita una combustión lo más completa posible. Con la recirculación de los gases de escape las emisiones de óxidos de nitrógeno pueden en parte reducirse. La inyección controlada del fuel permite a su vez evitar la emisión de partículas que son producto de una combustión incompleta. Para reducir las emisiones de hidrocarburos los autos deben ser equipados con un catalizador para oxidación. El sistema más eficiente para la purificación de los gases de escape de los automotores es el convertidor catalítico el cual transforma más del 90% de los óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y monóxido de carbono en nitrógeno, dióxido de carbono y agua.

ANTES DE LA COMBUSTIÓN

Cambio de combustible

Mezclado de combustibles.

Desulfuración de petróleo.

Lavado del carbón (limpieza física del carbón).

Limpieza química del carbón.

Cambio de los combustibles con alto contenido de azufre a otros con menor contenido de azufre.

Mezclado de combustibles con contenido de azufre más alto y más bajo para producir un combustible

con un contenido de azufre de nivel medio

Eliminación del azufre durante el proceso de refinación del petróleo por hidrogenación (adición de

hidrógeno)

Trituración y eliminación de azufre y otras impurezas del carbón poniendo éste en un líquido (el carbón

limpio flota, las impurezas se hunden)

Disolución de azufre del carbono con sustancias químicas.

DURANTE LA COMBUSTIÓN

Combustión en lecho fluidizado (CLF)

Inyección de piedra caliza en quemadores de etapas

múltiples (ICQM)

Mezclado de piedra caliza finamente molida con carbón y combustión en suspensión

Inyección de piedra caliza finamente molida en un quemador especial.

DESPUES DE LA COMBUSTIÓN

Desulfuración de gases de combustión (DGC), o lavado.

Mezclado de un absorbente químico, con cal o piedra caliza, con los gases de combustión para eliminar

el dióxido de azufre.

18. Medidas de remedio y control.Puesto que es indudable que se está causando un daño bastante considerable a nuestro medio, es claro que se necesita actuar para remediarlo. Debemos estar conscientes de la complejidad del problema, con sus ramificaciones e interacciones en el aire, el suelo, el agua y los sedimentos, así como sus efectos en las plantas, los animales y los microbios. Si es probable que ciertas acciones reparadoras tengan altos costos asociados con ellas, es necesario tener la seguridad de que estos costos se justifican y que la acción va a ser eficaz.No puede haber soluciones rápidas. La limpieza puede tomar décadas, aun si comenzamos ahora. En los últimos años se han establecido los requisitos fundamentales para la acción: •El reconocimiento de que la lluvia ácida es un problema grave.•El conocimiento de que la reducción de las emisiones es la mejor solución.Los óxidos de azufre se producen en la quema de combustibles, en la fundición de minerales y en otros procesos industriales. Las emisiones de dióxido de azufre se pueden reducir si se toman las medidas siguientes antes, durante y después de la combustión.

Separación de minerales Eliminación de algunos de los minerales azufrados de los minerales metálicos antes de la fundición

Cambio de procesoUso de procesos de fundición que provocan menos SO2 o generación de corrientes residuales más fáciles de controlar.

Fabricación de subproductos

Captura del SO2 después del proceso de fundición para producir ácido sulfúrico (que se utiliza en muchos procesos industriales y en la fabricación de fertilizantes) o azufre elemental (que se usa en procesos industriales)

Las emisiones de dióxido de azufre de fundiciones no ferrosas se pueden reducir por diversos medios, entre los cuales se cuentan:

TECNOLOGÍA DDE CONTROL E EMISIÓN

(Las emisiones a la atmossfera pueden reducirse purificando los combustibles antes, durante, y después de la combustión.)

TECNOLOGÍA DE ELIMINACIÓN DESPUÉS DE LA COMBUSTIÓN

Petróleo: Desulfuración de los aceites residuales durante el refinamiento para dejarlos con bajo contenido de azufre (menos del 1%).

Carbón bituminoso: Contiene azufre pirítico y orgánico.

Azufre pirítico: Se elimina por procesos de trituración y depuración análogos a los utilizados para eliminar la materia mineral (cenizas). Se consigue una eliminación del 50%.

Azufre orgánico: Está combinado químicamente con el carbono. Para eliminarlo, el carbón se ha de transformar a una forma alternativa.

La conversión del carbón a otros combustibles, líquidos o gaseosos, proporciona un medio para eliminar el procesos, tanto el azufre pirítico como el orgánico.

Tecnología del quemador:

Quemadores de etapas múltiples: Se llega a eliminar el 50% de óxidos de nitrógeno con respecto a la eliminación de quemadores convencionales.

Quemadores limitados de óxidos de nitrógeno con sistemas de inyección de calizas que reducen simultáneamente las emisiones de óxidos de azufre y de nitrógeno.

Combustión en lecho fluido:

Sistemas de lechos fluidizados: Se añade caliza para la eliminación de óxidos de azufre.

Sistemas de lechos fluidizados burbujeantes, que se vienen utilizando en instalaciones pequeñas.

Lechos fluidizantes circulantes: Ofrecen mejor eliminación de los óxidos de azufre que los burbujeantes. Son para calderas industriales.

TECNOLOGÍA DE ELIMINACIÓN ANTES DE LA COMBUSTIÓN

Desulfuración de humos en lavado húmedo: Los humos se lavan en una solución alcalina, de manera que el óxido de azufre es eliminado en forma de sulfato cálcico; se consigue así una eliminación de hasta 95%. El óxido de azufre se puede convertir en un producto de deshecho (lodo) y un subproducto (yeso).

Método de lavado en seco: Los humos se ponen en contacto con caliza pulverizada para absorber el óxido de azufre. Este método se utiliza para carbones de medio y bajo contenido de óxidos de azufre

19. Conclusiones•Las lluvias ácidas constituyen una amenaza ilimitada sobre nuestro ambiente, en uno de los más grandes problemas que tienen planteado la sociedad actual. La comisión económica Europea ha considerado las lluvias ácidas como el segundo problema en importancia después del paro.•Es un precio demasiado elevado el que estamos pagando por causa de nuestra creciente industrialización .Es el ser humano quien en ultima instancia, debe resolver este acuciante problema, no podemos permanecer pasivos ante dicho fenómeno, ya que la recuperación de los medios naturales redundara en nuestro propio beneficio y en el de las especies animales y vegetales que con nosotros cohabitan. •Lo esencial del problema estriba en que los vientos y masas de aire transportan emisiones contaminantes de unas áreas a otras. Vientos y masas de aire no entienden de fronteras y, por ello, la polución ambiental se convierte en un problema de ámbito internacional. El carácter transfronterizo de las lluvias ácidas obliga a los países industrializados a realizar un profundo análisis de sus causas y sus consecuencias. Surge así la necesidad de buscar soluciones conjuntas y establecer programas de actuación en beneficio de todos los países. •La tecnología humana puede ser la causa de graves impactos económicos en extensas áreas del planeta, incluso en zonas que están a cientos o miles de kilómetros de los emisores de la contaminación. La razón de esto es que la atmósfera es un portador muy eficaz de gases y partículas. Los gases poco solubles como el CO2 y diversos compuestos sintéticos como los halo carbonos se dispersan por todo el mundo y se convierten en parte duradera o permanente de la atmósfera. Los gases más solubles como el SO2 y los NOx pueden afectar grandes porciones de los continentes y causar graves daños a los ecosistemas, el turismo, la agricultura y la silvicultura, así como a construcciones y materiales. De esto se concluye que la acción correctiva sólo es posible si los gobiernos en cuestión están de acuerdo con cooperar.

20. ConcientizaciónNuestro papel es múltiple pues, por un lado, somos ciudadanos capaces de plantear exigencias a la Administración, y por otro, somos generadores directos de contaminación y consumidores de bienes o servicios, por lo que deberemos desarrollar una actitud personal favorable al medio ambiente en todos estos campos.En lo que respecta a nuestro comportamiento frente a la Administración debemos exigir medidas de política medioambiental encaminadas a lograr el desarrollo de una sociedad con un modo de vida cada vez más respetuoso con la naturaleza; así mismo es importante ejercer el derecho a la libertad de acceso a la información sobre medio ambiente y el derecho a intervenir en la evaluación del impacto ambiental de los grandes proyectos y a la comprobación del comportamiento de las grandes empresas (públicas y privadas) mediante el acceso a los inventarios de emisiones, vertidos y residuos y auditorías medioambientales.En cuanto a nuestro comportamiento como consumidores, debemos tender a potenciar el consumo de artículos y servicios en cuya fabricación o generación se empleen técnicas respetuosas con el medio ambiente: es una manera muy eficaz de obligar a las empresas a incorporar en su producción tecnologías limpias. Por último, en el campo de la actividad cotidiana, debemos tender a una menor generación de contaminantes, reduciendo y racionalizando:El consumo de energía y potenciando el empleo de energías limpias, hay muchas acciones individuales que pueden implicar una reducción del consumo energético: aislar las viviendas, no despilfarrar la luz, utilizar bombillas de bajo consumo, controlar el empleo de calefacciones,El uso de transportes con motores de combustión, en este sentido las opciones son múltiples: menor uso del vehículo, empleo de transporte público, transportes no contaminantes.El consumo de envases no reciclables, potenciando además la recogida selectiva de residuos y el reciclado de todo tipo de artículos, el consumo energético es menor al fabricar muchos productos como el papel, metales, etc a partir de los correspondientes materiales reciclados.Todo ello nos llevará a reducir el consumo y a modificar nuestros parámetros de elección, prefiriendo artículos y servicios producidos por medio de técnicas respetuosas con el medio ambiente, con lo que disminuirá la cantidad de energía empleada y las empresas se verán obligadas a adoptar tecnologías limpias.Podríamos terminar insistiendo en que nada de lo que hagamos es indiferente respecto al medio ambiente. Es preciso analizar nuestro comportamiento, nuestras costumbres, reflexionar acerca de ellas y potenciarlas si son respetuosas con el medio, por el contrario, tratar de cambiarlas si constituyen un atentado -aunque sea pequeño- respecto al mismo, es decir, podríamos hacernos una " auditoría medioambiental personal".

21. Glosario•Monóxido de carbono (CO), producido por combustión incompleta de materiales carbonados, especialmente por los automóviles, También durante los incendios forestales. Altamente tóxico para el ser humano y animales en general. También durante los incendios forestales. gas producido por la combustión incompleta de carbón o de sustancias orgánicas.•Dióxido de azufre (SO2), producto gaseoso de la combustión de compuestos que contiene azufre, de olor sofocante fuerte. Se oxida en la atmósfera húmeda y se transforma en ácido sulfúrico; lo hemos mencionado al hablar de la lluvia ácida; además de ser una de sus causas, es un gas irritante que ocasiona efectos nocivos sobre la salud humana, materiales y plantas. Su efecto se acentúa en presencia de ciertas partículas. •Hidrocarburos o Compuestos Orgánicos Volátiles, emitidos como consecuencia de la combustión incompleta de combustibles líquidos (transporte), incineración de residuos y procesos industriales. Poseen una toxicidad variable y están implicados en la formación de la neblina de contaminación ("smog fotoquímico o seco" de las grandes ciudades). •Este smog es una mezcla muy compleja de compuestos de alto poder de oxidación que originan efectos muy nocivos sobre los seres vivos y algunos materiales.•Óxidos de nitrógeno (NO y NO2), generados en los procesos de combustión (oxidación a altas temperaturas). Tienen una toxicidad media, pero contribuyen también al smog fotoquímico y al fenómeno de lluvia ácida ya mencionado.•Ozono, se refiere al generado en las capas bajas de la atmósfera y que forma parte de las neblinas de contaminación ya citadas. Es irritante y tóxico para el ser humano, también afecta de manera importante a materiales poliméricos al ser un fuerte oxidante.•Partículas, son especies sólidas o líquidas en suspensión en el aire; su origen es muy diverso, originan efectos dañinos según tamaño y naturaleza, tanto sobre las personas y seres vivos, como sobre los materiales (por ejemplo, el plomo procedente de las gasolinas).•Llovizna. Precipitación uniforme constituida por minúsculas gotas de agua muy próximas unas de otras. La llovizna cae de una capa densa de estratos.•Lluvia. Precipitación de gotas de agua líquida de diámetro mayor de 0.5 mm, o bien más pequeñas, pero muy dispersas.•Lluvia Ácida. Se ha asignado este nombre a aquello que presenta valores de pH menores de 5.6, ya que esto indica la presencia de ácidos fuertes como el sulfúrico y el nítrico. Las causas a las que se atribuye este fenómeno, son las emisiones atmosféricas principalmente de los óxidos de azufre y de nitrógeno, por el uso de combustibles fósiles, operación de la industria, transporte, uso de fertilizantes, combustión de desechos industriales, urbanos y agrícolas. La lluvia ácida produce daños en los materiales expuestos, así como alteraciones en el desarrollo de la vegetación y alteraciones químicas y biológicas de los ecosistemas acuáticos.

•pH. Medida de la acidez o basicidad de una solución. Se indica con una escala cuyos valores usuales van de 0 a 14.El valor 7 corresponde al agua pura y las soluciones neutras.•Carga Crítica de Acidez (CCA). Se define la carga crítica de acidez de un ecosistema como "nivel máximo de compuestos acidificantes aportados, que no causan cambios químicos que perjudiquen a largo plazo la estructura y funcionamiento del mismo". Representa un nuevo " concepto" inventado para calcular cuanta acidificación puede recibir un ecosistema sin que se produzcan daños ecológicos. La determinación de las cargas críticas de modo cartográfico permite delimitar las zonas con exceso de contaminación, evaluar su origen y tomar decisiones que corrijan los daños. El suelo tiene una capacidad de amortiguación, que está directamente relacionada, con su capacidad del cambio. Así McFee (1980) utilizaba la CCC (capacidad de cambio catiónico) como principal criterio de diagnóstico de la sensibilidad de los suelos frente a agentes ácidos estableciendo una escala de sensibilidad:•Sensibles a aquellos suelos con una CCC menor de 6,2 cmol(+)/kg en los 25 cm superficiales•ligeramente sensibles los de CCC entre 6,2 y 15,4•no sensibles aquellos con CCC superior a 15,4•Lixiviación. Se refiere al proceso de lavar una sustancia por un líquido que disuelve sólo uno o más componentes de la misma.22. Bibliografía- J. GLYNN HENRY, GARY W. HEINKE. Ingeniería Ambiental. Mexico 1996- -F. Kenneth Hase. "Perturbaciones ambientales de Origen Humano. Canadá-Thomas C. Hulchinson. "Calidad del Medio Ambiente y la Química". México D.F.